Que doit-il arriver aux brins d'ADN dans le noyau avant que la cellule puisse se diviser ?

Avant qu'une cellule ne se divise, les brins d'ADN dans le noyau doivent être copiés, vérifiés pour les erreurs, puis emballés dans des structures en forme de doigt. Les étapes de la division cellulaire englobent un processus compliqué qui implique de nombreux changements à l'intérieur de la cellule. De nombreuses protéines déroulent l'ADN afin de le copier, ce qui le rend vulnérable à la rupture. Au cours de la division cellulaire, l'ADN est tiré d'avant en arrière, ce qui peut provoquer sa rupture s'il n'est pas soigneusement emballé.

La division cellulaire, ou mitose, fait partie de la cycle cellulaire. La cellule a une phase de préparation appelée interphase et une phase de division appelée phase M. La phase M consiste à son tour en mitose et cytokinèse, la division de la cellule en cellules filles. Les quatre phases classiques de la mitose sont prophase, métaphase, anaphase et télophase. Ensemble, ceux-ci aboutissent à la formation de noyaux filles identiques.

La phase de préparation, l'interphase, comporte trois phases plus petites, appelées g₁, S et g₂. Le G₁ La phase (première lacune) est celle où la cellule se développe en fabriquant plus de protéines. La phase S (synthèse) est celle où il copie son ADN de sorte qu'il possède deux copies de chaque brin, appelées chromosomes. g₂ La phase (seconde lacune) est celle où la cellule fait une copie de ses organites et vérifie l'ADN pour les erreurs avant de commencer le processus de division cellulaire.

Lorsque l'ADN est copié dans la phase S, les brins identiques résultants sont appelés chromatides sœurs. Chez l'homme, une fois la copie terminée, la cellule possède deux copies complètes de l'ensemble de ses 46 chromosomes, 23 provenant chacun de la mère et du père. Mais dans la mitose, les chromosomes numérotés similaires de chaque parent, appelés chromosomes homologues, ne s'associent pas physiquement.

En préparation à la division cellulaire, la cellule fait une réplique de tout son ADN. Cela se produit pendant la phase S, ou synthèse, du cycle cellulaire. La mitose est la division d'une cellule en deux cellules qui ont chacune un noyau et la même quantité d'ADN que la cellule d'origine. La synthèse de l'ADN est un processus compliqué qui rend l'ADN vulnérable à la rupture, car l'ADN doit être déballé et déroulé dans sa forme la plus simple. La phase S nécessite également beaucoup de molécules d'énergie. C'est un engagement tellement important que la cellule lui réserve une phase séparée.

Les brins d'ADN à l'intérieur du noyau d'une cellule doivent être emballés dans des formes X courtes, épaisses et en forme de doigt. L'ADN n'existe pas par lui-même mais est plutôt enroulé autour des protéines et par des protéines de sorte qu'il forme un mélange d'ADN et de protéines appelé chromatine. L'ADN est comme un long tuyau d'arrosage qui peut être enroulé et enroulé en une pile cylindrique, appelée chromosome condensé.

Cet emballage serré rend l'ADN plus fort et plus résistant à la rupture. Les chromosomes condensés ont des régions fortes appelées centromères, qui sont comme des ceintures sur lesquelles on peut tirer pour déplacer les chromosomes d'un endroit à l'autre dans une cellule.

Après avoir fait une copie de tous les brins d'ADN, la cellule doit vérifier l'ADN pour toute rupture avant de commencer la mitose. Cela se produit pendant le G₂ phase du cycle cellulaire. La cellule possède des machines à protéines qui peuvent détecter les ruptures de l'ADN. Si des problèmes sont détectés, les protéines de réponse aux dommages de l'ADN empêchent la cellule d'avancer dans le processus de mitose jusqu'à ce que l'ADN soit réparé. Pour commencer la mitose, la cellule doit passer ce qu'on appelle le g₂-M point de contrôle. C'est la dernière fois qu'une cellule dans le G₂ phase peut caler pour les réparations avant de commencer la mitose.